【手続補正書】
【提出日】平成18年9月28日(2006.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、を備え、
広角端から望遠端に変倍する際、前記第２レンズ群は前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少するように物体側に移動し、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化するように移動し、
前記第１レンズ群を構成するレンズのうち負レンズは１枚のみであり、前記第２レンズ群は少なくとも１枚以上の正レンズと少なくとも１枚以上の負レンズとを有しており、
且つ、以下の条件式を満足することを特徴とする撮影光学系。
４．０  ≦  Ｗ＿Ｌ／（ｔａｎω×ＦＬ）  ≦  １２．０
１．７  ≦  ｜ΔＤ１２｜／（ｔａｎω×ＦＬ）  ≦  ４．６
５２．０  ≦  ＰＡνｄ
ただし、
Ｗ＿Ｌ  ：広角端における光学系の全長
ω      ：任意の状態における半画角
ＦＬ    ：前記任意の状態における全系の焦点距離
ΔＤ１２：広角端から望遠端への変倍の際の第１レンズ群と第２レンズ群と
の間隔の変化量
ＰＡνｄ：第２レンズ群における正レンズのアッベ数
である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
広角端において、以下の条件式を更に満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の撮影光学系。
７．０％  ≦  ｜ＤＴＷ＿×１．０｜
３．５％  ≦  ｜ＤＴＷ＿×０．７｜  ≦  １５．０％
７．０％  ≦  ｜ＤＴＷ＿×１．０｜  ≦  ２５．０％
｜ΔＤＴＷ｜  ≦１５．０％
ただし、
ＤＴＷ＿×０．７：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×０．７
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ＤＴＷ＿×１．０：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×１．０
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ΔＤＴＷ        ：ＤＴＷ＿×０．７  −  ＤＴＷ＿×１．０
であり、
Ｙ´０  ：近軸結像高、
Ｙ´    ：実際の結像高
とした場合、
歪曲収差量  ＝  （Ｙ´−Ｙ´０）／Ｙ´０×１００（％）
である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明による撮影光学系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、を備え、広角端から望遠端に変倍する際、前記第２レンズ群は前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少するように物体側に移動し、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化するように移動し、前記第１レンズ群を構成するレンズのうち負レンズは１枚のみであり、前記第２レンズ群は少なくとも１枚以上の正レンズと少なくとも１枚以上の負レンズとを有しており、且つ、以下の条件式（１）、（２）及び（３）を満足する。
４．０  ≦  Ｗ＿Ｌ／（ｔａｎω×ＦＬ）  ≦  １２．０        ・・・（１）
１．７  ≦  ｜ΔＤ１２｜／（ｔａｎω×ＦＬ）  ≦  ４．６    ・・・（２）
５２．０  ≦  ＰＡνｄ                                      ・・・（３）
ただし、
Ｗ＿Ｌ  ：広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から結像面
までの長さ
ω      ：任意の状態における半画角
ＦＬ    ：前記任意の状態における全系の焦点距離
ΔＤ１２：広角端から望遠端への変倍の際の第１レンズ群と第２レンズ群と
の間隔の変化量
ＰＡνｄ：第２レンズ群における正レンズのアッベ数（複数枚の場合は全て
の正レンズ）
である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、本発明による撮影光学系は、広角端において、以下の条件式（１１−１）、（１１−２）、（１１−３）及びを更に満足することが好ましい。
７．０％  ≦  ｜ＤＴＷ＿×１．０｜                    ・・・（１１−１）
３．５％  ≦  ｜ＤＴＷ＿×０．７｜  ≦  １５．０％    ・・・（１１−２）
７．０％  ≦  ｜ＤＴＷ＿×１．０｜  ≦  ２５．０％    ・・・（１１−３）
｜ΔＤＴＷ｜  ≦１５．０％                            ・・・（１１−４）
ただし、
ＤＴＷ＿×０．７：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×０．７
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ＤＴＷ＿×１．０：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×１．０
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ΔＤＴＷ        ：ＤＴＷ＿×０．７  −  ＤＴＷ＿×１．０
であり、
Ｙ´０  ：近軸結像高
Ｙ´    ：実際の結像高
とした場合、
歪曲収差量  ＝  （Ｙ´−Ｙ´０）／Ｙ´０×１００（％）
である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明における撮影光学系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と正のパワーを有する第２レンズ群と負のパワーを有する第３レンズ群とを備えている。さらに、広角端から望遠端に変倍する際に、第２レンズ群は第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が減少するように物体側に移動し、第３レンズ群は第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が変化するように移動するように構成している。
このように構成すると、光学系の全長を短縮しながらも入射光線高を低く抑え、結像面への入射角度を結像面法線に対して小さくし、電子撮像素子を使用する場合の撮像素子によるシェーディングの影響を減少させることができる。また、負のパワーを有する第３レンズ群を、第２レンズ群に対して間隔をあけて配置し、且つ、変倍時に第２レンズ群に対して可動とすることによって、第３レンズ群に変倍作用を持たせることができる。これにより、２．５倍を超える変倍比を確保しても、全系の短縮を図りつつ第１レンズ群の外径を小さく抑えることができ、さらに広角端での半画角を２８°以上（つまり、条件式（１２）「０．５３≦ｔａｎω×ＦＬ／ｆｗ」、ただし、ｆｗ：広角端での全系焦点距離）を達成する基本構成をとることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明の撮影光学系では、以下の条件式（１）を満足する。
４．０  ≦  Ｗ＿Ｌ／（ｔａｎω×ＦＬ）  ≦  １２．０        ・・・（１）
ただし、
Ｗ＿Ｌ  ：広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から結像面
までの長さ
ω      ：任意の状態における半画角
ＦＬ    ：前記任意の状態における全系の焦点距離
である。
上記条件式（１）は、光学系の全長を短縮し、結像面へ向かう光束の射出角度を適切な値に維持し良好な画像を得る為の条件である。条件式（１）の下限を下回ると、光学系の全長が短くなりすぎるため光学系から射出され結像面へ向かう光束の入射する角度を、結像面法線に対して小さな値に抑えることが困難となり、小型化が達成できてもシェーディングの影響で良好な画像を得ることができない。条件式（１）の上限を上回ると、光学系の全長が長くなりすぎるため小型化が達成できなくなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
また、以下の条件式（２）を満足する。
１．７  ≦  ｜ΔＤ１２｜／（ｔａｎω×ＦＬ）  ≦  ４．６    ・・・（２）
ただし、
ΔＤ１２：広角端から望遠端への変倍の際の第１レンズ群と第２レンズ群と
の間隔の変化量
ω      ：任意の状態における半画角
ＦＬ    ：前記任意の状態における全系の焦点距離
である。
上記条件式（２）を満足することにより、第１レンズ群と第２レンズ群のパワーを強くしたり第３レンズ群の変倍作用を高めるといった必要が無く、また光学系の全長の短縮の実現を阻害せずに２．５倍を超える変倍比を確保することができ、さらに光学系の全長の短縮を図りながら良好な性能を得ることができる。条件式（２）の下限を下回った状態で２．５倍以上の変倍比を得るためには、第１レンズ群と第２レンズ群のパワーを強くするか、第３レンズ群の変倍作用を高める必要がある。第１レンズ群と第２レンズ群のパワーを強くする場合、要求される変倍比を得るためにはそれらのパワーが強くなりすぎるため、変倍による良好な性能が得られなくなる。第３レンズ群の変倍作用を高める場合、第３レンズ群のレンズ枚数が２枚以下では変倍による収差変動を抑えることができなくなり、その結果、第３レンズ群を構成するレンズの肉厚と該レンズ間の間隔の総和が増加してしまい、光学系全系の全長の短縮や沈胴時における鏡枠の全長の短縮ができなくなる。条件式（２）の上限を上回った場合、高変倍化は得やすくなるが、光学系の全長の短縮が困難になり、さらに例えば第２レンズ群と一体的に移動する絞りを第２レンズ群の物体側に配置した場合などは、入射瞳が第１レンズ群の最も物体側の面から結像面側に入りすぎてしまうこととなる。その結果、軸外光線がその入射瞳の中心を通るために必要とされる第１レンズ群の外径が大きくなり、レンズ径の小型化が達成できなくなる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．４５  ≦  Ｄ２３Ｗ／（ｔａｎω×ＦＬ）  ≦３．０        ・・・（４）
ただし、
Ｄ２３Ｗ：広角端における第２レンズ群の最も像側のレンズ面から第３レン
ズ群の最も物体側レンズ面までの長さ
ω      ：任意の状態における半画角
ＦＬ    ：前記任意の状態における全系の焦点距離
である。
上記条件式（４）を満足することにより、第３レンズ群が２枚以下の少ないレンズ枚数であっても、第３レンズ群による良好な収差補正効果と変倍作用を得ることができる。条件式（４）の下限を下回ると、広角端での収差補正が困難になり、広角端での半画角２８°以上を確保することが困難になる。また、第３レンズ群の第２レンズ群に対する移動量を確保しにくくなり、中間や望遠端での性能維持が困難になる。条件式（４）の上限を上回ると、シェーディング対策として、第３レンズ群からの射出光束の角度を小さくしようとした場合、第３レンズ群のパワーが弱くなりすぎてしまうため変倍作用が得にくくなり、その結果、光学系の全長の短縮が困難になる。
なお、上記条件式（４）を、
０．７  ≦  Ｄ２３Ｗ／（ｔａｎω×ＦＬ）  ≦  ２．５      ・・・（４’）
とし、この条件式を満足すれば、さらに上記効果を高めることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
また、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．３８  ≦  （ｆ２／ｆｗ）×（ｔａｎω×ＦＬ／ｆｗ）  ≦  ０．９５
・・・（５）
ただし、
ｆ２    ：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ    ：広角端での全系焦点距離
ω      ：任意の状態における半画角
ＦＬ    ：前記任意の状態における全系の焦点距離
である。
上記条件式（５）を満足することにより、変倍比と広角端での半画角２８°以上とを確保しながら小型で良好な性能を得ることができる。条件式（５）の下限を下回ると、変倍領域全域での性能を維持しつつ２．５倍以上の変倍比を確保しようとした場合に、大きな変倍作用を持つ第２レンズ群のパワーをより弱くする必要があるため、広角端での２８°以上の半画角と良好な性能とを併せて確保することが困難になる。条件式（５）の上限を上回ると、第２レンズ群のパワーが弱くなってしまい、変倍領域全域での性能を維持しつつ２.５倍以上の変倍比と広角端での２８°以上の半画角とを確保するためには、第２レンズ群を大きく移動させる必要がある。従って、第２レンズ群が移動するためのスペースを大きくとらなければならず、光学系の全長が長くなりやすい。
なお、上記条件式（５）を、
０．４５  ≦  （ｆ２／ｆｗ）×（ｔａｎω×ＦＬ／ｆｗ）  ≦  ０．８５
・・・（５’）
とし、この条件式を満足すれば、より性能を良好に保つことができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
このとき、さらに以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
０．６≦  Ｇ１Σｄ／（ｔａｎω×ＦＬ）  ≦  １．３          ・・・（８）
ただし、
Ｇ１Σｄ：第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面ま
での長さ
ω      ：任意の状態における半画角
ＦＬ    ：前記任意の状態における全系の焦点距離
である。
条件式（８）を満足することにより、光学系の全長の短縮を図りつつ収差変動を良好に確保することができる。条件式（８）の下限を下回ると、収差補正を行うための自由度、すなわち、レンズの肉厚や曲率半径が制限されてしまうため、変倍比が２．５倍を超えた場合に、変倍領域全域で良好な軸外収差を確保することが困難である。条件式（８）の上限を上回ると、光学系の全長または鏡枠の沈胴時の全長の短縮が困難となる。また、第１レンズ群のレンズ外径が大きくなり小型化が達成できない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
なお、撮影後に電気的処理を用いて、撮影画像の歪曲収差を補正することによっても良好な画像を得ることができる。その場合、以下の条件式（１１−２）、（１１−３）及び（１１−４）を満足することが望ましい。
３．５％  ≦  ｜ＤＴＷ＿×０．７｜  ≦  １５．０％    ・・・（１１−２）
７．０％  ≦  ｜ＤＴＷ＿×１．０｜  ≦  ２５．０％    ・・・（１１−３）
｜ΔＤＴＷ｜  ≦１５．０％                            ・・・（１１−４）
ただし、
ＤＴＷ＿×０．７：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×０．７
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ＤＴＷ＿×１．０：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×１．０
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ΔＤＴＷ        ：ＤＴＷ＿×０．７  −  ＤＴＷ＿×１．０
である。
上記条件式（１１−２）及び（１１−３）において各々の下限を下回る、すなわち、歪曲収差量が少なすぎると、レンズ系の歪曲収差補正に対する負担が大きくなるため、第１レンズ群内での歪曲収差の補正機能を高める必要があり、その結果、第１レンズ群の総肉厚を薄くすることが難しくなる。また、上記条件式（１１−２）及び（１１−３）において各々の上限を上回って画像の電気的処理による歪曲収差補正を行うと、解像力の低下が著しく、良好な画像が得られなくなる。また、電気的補正による解像力の低下を防ぐには、上記条件式（１１−４）を満足することが望ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
また、上記のように構成した本発明の撮影光学系において、第３レンズ群より像側に、第４レンズ群としてフィールドレンズを配置すると、光学系の小型化の効果をさらに高めることができる。さらにここで、
０．６  ≦  ＤＬ／（ｔａｎω×ＦＬ）  ≦  １．５          ・・・（１３）
ただし、
ＤＬ    ：フィールドレンズの物体側の面から結像面までの距離
ω      ：任意の状態における半画角
ＦＬ    ：前記任意の状態における全系の焦点距離
を満足するように構成すると、小型化を図りつつゴミの写り込みを効果的に排除することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５３】
（１２）  広角端において、以下の条件式を更に満足することを特徴とする上記（１）乃至（１１）の何れかに記載の撮像装置。
７．０％  ≦  ｜ＤＴＷ＿×１．０｜
３．５％  ≦  ｜ＤＴＷ＿×０．７｜  ≦  １５．０％
７．０％  ≦  ｜ＤＴＷ＿×１．０｜  ≦  ２５．０％
｜ΔＤＴＷ｜  ≦１５．０％
ただし、
ＤＴＷ＿×０．７：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×０．７
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ＤＴＷ＿×１．０：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×１．０
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ΔＤＴＷ        ：ＤＴＷ＿×０．７  −  ＤＴＷ＿×１．０
であり、
Ｙ´０  ：近軸結像高、
Ｙ´    ：実際の結像高
とした場合、
歪曲収差量  ＝  （Ｙ´−Ｙ´０）／Ｙ´０×１００（％）
である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006308929.tif 000001
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2006308929.tif 000002
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2006308929.tif 000003
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2006308929.tif 000004
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2006308929.tif 000005
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2006308929.tif 000006
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2006308929.tif 000007
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2006308929.tif 000008
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2006308929.tif 000009